Das physikalische Material besitzt Standard- und erweiterte Parameter, um nicht-physikalische Anpassungen vorzugsweise zu vermeiden, sie aber nicht auszuschließen.
Die Benutzeroberfläche für das physikalische Material verfügt über zwei Modi: Standard und Erweitert. Der erweiterte Modus bietet einen Teil des Standardmodus, einschließlich versteckter Parameter. Das physikalische Material besitzt Standard- und erweiterte Parameter, um nicht-physikalische Anpassungen vorzugsweise zu vermeiden, sie aber nicht auszuschließen. In den meisten Fällen sind die Parameter des Standardmodus ausreichend, um die meisten physikalisch plausiblen Materialien zu erstellen.
Die erweiterten Parameter umfassen:
- Reflexionsfarbe und Gewichtung. In der realen Welt variiert die Reflektivität der Oberfläche eines dielektrischen Materials nicht wirklich. Sie variiert jedoch in der Art und Weise, wie sie Licht streut. Da durch das Ändern der Rauheit eines Materials auch die wahrgenommene Intensität verändert wird, sollten im Allgemeinen hier Änderungen auftreten. Bisher wurden Intensitäts-Maps für Reflexionen verwendet. In der Physik reflektiert (in der Regel) jedoch alles. Es ist nur die Frage, wie sehr diese Reflexionen zerstreut werden. Diese Parameter sind ausgeblendet, um Änderungen der Rauheit anstelle von Änderungen der Reflexionsintensität zu fördern.
- Die Streufarbenrauheit basiert auf dem Oren/Nayar-Streufarbenmodell. Es ist zwar nützlich, physikalisch jedoch fragwürdig. Es existiert nur im erweiterten Modus, hauptsächlich für die Ähnlichkeit mit älteren Materialien wie z. B. Arch & Design.
- Das Rollout Erweiterte Reflexionsparameter und die manuelle Reflektivitätskurve sind ausgeblendet, da sie physikalisch ungewiss sind. In der realen Welt sind Reflexionen abhängig von der Fresnel-Reflektivität des Refraktionsindex der angegebenen Dielektrika. Wenn stärkere Reflexionen auftreten, stammen sie entweder von einem Material mit einem anderen RI (Refraktionsindex) oder werden durch eine Beimischung von Metallen verursacht. Im physikalischen Material können sie simuliert werden, indem eine gewisse Metallartigkeit hinzugefügt wird. Die manuelle Kurve existiert im erweiterten Modus für mehr Kontrolle und Kompatibilität mit älteren Materialien wie Arch & Design. Sie sollte eher selten verwendet werden, um der Physik zu entsprechen.
Die Metallartigkeit interpoliert zwischen zwei grundlegenden zugrundeliegenden Schattierungsmodellen:
- Wenn die Metallartigkeit 0,0 beträgt, ist das physikalische Modell das eines dielektrischen Trägermaterials mit angehaltenen farbigen Partikeln darin. Die Dichte und die Farbe dieser Partikel definieren die Streufarbe, die Absorption im Material und die Streuung. Das Licht dringt in das Dielektrikum ein, interagiert mit den Partikeln und wird reflektiert oder gebrochen.
- Wenn die Metallartigkeit 1,0 beträgt, ist das physikalische Modell das eines festen Metallobjekts. Das Licht wird auf der Oberfläche des Objekts reflektiert und nur durch die Oberfläche gefärbt und gestreut. Es tritt kein Licht in das Objekt ein, wodurch es opak wird.
Auf diesem Basismaterial befindet sich eine optionale Beschichtungsschicht.
Basisfarbe und Reflexionen
Die Basisfarbe und die Reflexion sind die Reflexionen von der Oberfläche sowie von Streufarben. Dies sind Reflexionen in der oberen Schicht von farbigen Partikeln innerhalb des Materials.
Reflexionen
Basisfarbe/Streufarbe
- Wenn die Metallartigkeit 0,0 beträgt, wird der Streufarbenreflexionsgrad des Materials durch die Basisgewichtung und die Basisfarbe definiert. Die reflektierende Schicht, die die Reflexionsgewichtung und -farbe (nur im erweiterten Parametermodus) mit der Gewichtung mit der Winkelfunktion multipliziert.
- Wenn die Metallartigkeit 1,0 beträgt, bestimmen die Basisgewichtung und die Basisfarbe den Reflexionsgrad der metallischen Reflexionen. Die Winkelfunktion interpoliert zwischen dieser Farbe (für dem Betrachter zugewandte Reflexionen) und der Reflexionsfarbe (für Reflexionen an den Kanten).
Anmerkung: Metalle sind immer reflektierend, und die Reflexionsgewichtung wird ignoriert.
Die Rauheit der Reflexionen wird bestimmt durch reflektierende Rauheitsparameter, wobei 0,0 einer völlig glatten und spiegelähnlichen Oberfläche und 1,0 einer sehr groben, streufarbenähnlichen Oberfläche entspricht. Sie können die Interpretation umkehren, wodurch 0,0 als sehr rau interpretiert wird und 1,0 als glatt. Dadurch wird die Wiederverwendung vorhandener herkömmlicher Glanz- oder Hochglanz-Maps erleichtert, die die gegenteilige Interpretation anwenden.
Wenn die Metallartigkeit 0,0 beträgt, ist eine farbige Basisschicht mit einer weißen Reflexion darauf sichtbar. Beachten Sie, wie die Reflexionsintensität zu sinken scheint, während die Rauheit zunimmt, da die Lichtenergie weiter verteilt wird.
Metallartigkeit = 0,0 und Rauheit = 0,0, 0,3 und 0,6
Wenn die Metallartigkeit 1,0 beträgt, ist die Basisschicht nicht sichtbar, nur die farbige Reflexion. Die Reflexionsfarbe stammt aus der Basisfarbe und der Basisgewichtung. Bei Kanten stammt sie aus der Reflexionsfarbe (in der Regel Weiß).
Metallartigkeit = 1,0 und Rauheit = 0,0, 0,3 und 0,6
Der RI-Parameter (Refraktionsindex) definiert die Fresnel-Reflektivität des Materials und ist vorgabemäßig die verwendete Winkelfunktion. Die Alternative ist eine Kurve, die Sie manuell in den erweiterten Parametern definieren. Effektiv bestimmt der Refraktionsindex die Balance zwischen Reflexionen auf Oberflächen, die dem Betrachter zugewandt sind, und Reflexionen auf Oberflächenkanten. Sie sehen, dass die Reflexionsintensität auf dem Deckel der Teekanne unverändert bleibt, die Reflexionsintensität auf der Vorderseite der Teekanne sich jedoch deutlich verändert.
RI = 1,2, 1,5 und 2,0
Transparenz
Die Transparenz legt fest, wie transparent oder durchsichtig das Objekt angezeigt wird. Das Licht wird gebrochen und kann durch die Oberfläche gefärbt oder möglicherweise im Material absorbiert werden.
Transparenz
Die Rauheit bestimmt die Klarheit der Transparenz, wobei 0,0 klar wie Fensterglas ist und höhere Werte mattiertem Glas entsprechen. Vorgabemäßig ist der Wert der Transparenzrauheit auf denselben Wert festgelegt wie die Reflektivitätsrauheit. Sie können die Verknüpfung der Werte durch Abwahl des Sperrsymbols aufheben.
Rauheit = 0,0, 0,3 und 0,6
Der Tiefenparameter ermöglicht die Absorption in das Material. Wenn die Tiefe 0,0 beträgt, wird ein herkömmliches Computergrafikmodell der Transparenz verwendet, wobei Licht an der Oberfläche farbig dargestellt und nicht durch das Eindringen in das Medium beeinflusst wird. Die Dicke des Objekts hat daher keine Auswirkungen.
Tiefe = 0,0
Wenn die Tiefe nicht 0,0 beträgt, wird das Licht durch Absorption im Medium dahingehend beeinflusst, dass es bei einer bestimmten Tiefe die angegebene Farbe hat.
Tiefe = 0,1 cm, 1,0 cm und 5,0 cm
Dünnwandige Transparenz
Durch den Parameter Dünne Wand werden Objekte anstelle eines Volumenkörpers so angezeigt, als ob sie aus einer dünnen Materialhülle bestehen. Dies kann bei der Modellierung von Fenstern mit einer einzelnen Fläche nützlich sein.
Dünne Wand = aktiviert
Teiloberflächen-Streuung und Transluzenz
Dieser Parameter modelliert die Streuung von Licht innerhalb des Objekts. Im Gegensatz zur Transparenz, die das Objekt durchsichtig macht, geht es bei der Teiloberflächen-Streuung um den Transport von Licht innerhalb des Materials, ohne dass man tatsächlich durch es hindurch sehen kann. Das Licht prallt ab, und verschiedene Wellenlängen werden unterschiedlich absorbiert, sodass das Licht farbiger wird, je weiter es in das Material vordringt.
Teiloberflächen-Streuung
Der Parameter Teiloberflächen-Streuung (SSS) teilt seine Energie mit der gestreuten Schattierung, sodass durch Erhöhen der Gewichtung die normale gestreute Schattierung zu einer Schattierung mit SSS wird. Die SSS-Farbe ist die Farbe an der Oberfläche, im Wesentlichen die Einfärbung des gesamten SSS-Effekts.
SSS-Gewichtung = 0,0, 0,5, 1,0
Der Parameter Tiefe bestimmt, wie stark Licht das Objekt durchdringt. Die Skalierung ist eine rein lineare Skalierung der Tiefe, die texturzugeordnet sein kann, sodass sich die Skalierung im Objekt verändern kann. Wenn die Tiefe 0,0 beträgt, ist die Schattierung identisch mit der rein gestreuten Schattierung. Je größer die Tiefe, desto mehr Licht durchdringt das Objekt.
SSS-Tiefe = 0,0, 0,1 und 1,0
Der Parameter Streufarbe bestimmt, wie das Licht getönt wird, während es sich innerhalb des Mediums bewegt. Technisch gesehen ist die Tiefe multipliziert mit der Skalierung die mittlere Streuweglänge der Streuung innerhalb des Mediums, und die Streufarbe ist ein zusätzlicher Skalierfaktor für die roten, grünen und blauen Pfade.
Weiße Oberflächenfarbe mit Streufarbe = Blau, Grün und Rot
In der Regel wird rotes Licht breiter gestreut als grünes, das wiederum breiter gestreut wird als blaues. Aus diesem Grund ist die Vorgabe-Streufarbe von 1,0, 0,5 und 0,25 ein angemessener Ausgangspunkt.
Wenn der Modus Dünne Wand aktiviert ist, wird sie klassisch transluzent. Dies ist darauf zurückzuführen, dass SSS ein volumetrischer Effekte ist und der Modus Dünne Wand kein Volumen besitzt.
Dünnwandige Transluzenz
Die Darstellung dieses Effekts ist wie ein dünnes Blatt Papier, das etwas Licht auf der Rückseite hindurch lässt. Im folgenden Beispiel wird dieser Effekt veranschaulicht, indem ein Quadrat in der Szene platziert und die Richtung der Lichtquelle verändert wird.
Transluzenz = 0,0, 0,25 und 1,0
Emission
Das physikalische Material unterstützt eine ausstrahlende Komponente, additives Licht auf einer Schattierung. Die Identität der Emission wird durch die Gewichtung und die Farbe multipliziert mit der Luminanz bestimmt und zudem durch die Farbtemperatur in Kelvin getönt (6500 = Weiß).
Luminanz = 1.500, 5.000 und 50.000
Farbtemperatur in Kelvin = 3.000, 6.500 und 10.000
Anisotropie
Die Anisotropie ist ein Effekt bei Materialien wie gebürstetem Metall, bei dem eine bestimmte Richtung der Maserung den Eindruck erweckt, dass in verschiedenen Richtungen eine unterschiedliche Oberflächenrauheit besteht. Glanzlichter und Reflexionen werden in einer bestimmten Richtung gestreckt.
Der Parameter Anisotropie bestimmt, wie gestreckt der Effekt erscheint. Im Prinzip ist dies das Verhältnis zwischen den horizontalen und den vertikalen Rauheitswerten. Ein Wert von 1,0 ist daher nicht gestreckt.
Anisotropie = 1,0, 0,5 und 0,1
Der Anisotropie-Effekt kann mithilfe des Rotationsparameters gedreht werden, wobei 0,0 bis 1,0 einer vollen Drehung um 360 Grad entspricht.
Drehung = 0,0, 0,12 und 0,25
Erweiterte Reflexion
- Vorderseite: die Reflexion auf Flächen in der Richtung des Betrachters
- Kante: die Reflexion von streifenden Ansichtswinkeln auf Kanten
- Neigung: die Form der Kurve zwischen zwei Endpunkten
Beschichtung
Das physikalische Material verfügt über eine Funktion zum Beschichten des Materials. Diese Beschichtung agiert wie eine Klarlackschicht über allen anderen Schattierungseffekten. Die Beschichtung ist immer reflektierend (mit der angegebenen Rauheit) und wird als dielektrisch betrachtet. Die Reflektivität basiert auf der Fresnel-Gleichung des angegebenen Beschichtungs-RI, und Reflexionen sind immer weiß.
Beschichtungsgewichtung = 0,0, 0,5 und 1,0
Die Beschichtung kann auch unterschiedliche Rauheitswerte besitzen.
Beschichtungsrauheit = 0,0, 0,25 und 0,5
Wenn ein Material in der realen Welt beschichtet wird, gibt es ein gewisses Maß an internen Reflexionen auf der Innenseite der Beschichtung. Dadurch prallt das Licht mehrmals auf der Oberfläche ab, bevor es verschwindet, sodass die Materialfarbe einen erweiterten Effekt erhält. Ein Beispiel hierfür ist lackiertes Holz. Dieser Effekt kann mithilfe des Parameters Zugrundeliegende Farbe beeinflussen erzielt werden.
Zugrundeliegende Farbe beeinflussen = 0,0, 0,5 und 1,0
Die Beschichtung selbst kann eine andere Farbe aufweisen. Dies ist die Farbe der Transparenz der Beschichtung. Im folgenden Beispiel wurden eine rautenförmige Map auf die Beschichtungsgewichtung angewendet und andere Beschichtungsfarben verwendet.
Beschichtungsfarbe = Weiß, Grün und Rot
Im linken Beispiel wurde die Beschichtung nur durch einen Abdunklungseffekt des Parameters Zugrundeliegende Farbe beeinflussen verändert. Die Beispiele auf der rechten Seite wurden hingegen stärker beeinflusst, da sie durch die Beschichtungsfarbe selbst sichtbar sind. Dies ist ähnlich wie das Streichen des Objekts mit einer halbtransparenten Farb- oder Lackschicht.
Die Beschichtung verfügt ebenfalls über den Parameter Zugrundeliegende Rauheit beeinflussen. Dadurch wirkt sich die Rauheit der Beschichtung auf die Rauheit der zugrundeliegenden Schicht aus und simuliert den Unschärfe-Effekt beim Blick durch die obere Schicht.
Im folgenden Beispiel wurde eine rot getönte Beschichtung auf einer Basisfarbe mit einer Metallartigkeit von 1,0 verwendet.
Zugrundeliegende Rauheit beeinflussen = 0,0, 0,5 und 1,0
Im linken Beispiel bleibt das durch die rote Beschichtung bedeckte Metall unverändert, während die Beispiele auf der rechten Seite ein unscharfes Erscheinungsbild zeigen.
Der Parameter Beschichtung verfügt zudem über eine eigene Relief-Map. Damit können Sie einige interessante Effekte mit der Beschichtung erzielen, wie z. B. eine Teekanne aus Messing mit Marmeladeüberzug.
